Nanotechnologie-basierte Diagnose von Arthritis
RA ist eine chronische Erkrankung mit synovialer Entzündung, die zur Zerstörung von Knorpel und subchondralen Knochen führt. Sie betrifft rund 1% der Allgemeinbevölkerung und verursacht starke Schmerzen, Morbidität und Mortalität. Derzeit gibt es keine Heilung für RA, aber neuartige immunmodulatorische Medikamente haben das Behandlungsergebnis drastisch verändert. Etablierte diagnostische Verfahren wie die Magnetresonanztomographie (MRT) erleichtern die definitive Diagnose oder eine klare Abschätzung der Prognose nicht. Um dieses Problem zu beheben machten sich die Wissenschaftler des EU-geförderten Projekts NANODIARA (Development of novel nanotechnology based diagnostic systems for rheumatoid arthritis and osteoarthritis) an die Entwicklung von superparamagnetischen Eisenoxid-Nanopartikeln (SPION) als ein Diagnosewerkzeug. Die Forscher verwendeten Polyvinylalkohol (PVA) als Hauptoberflächenkomponente und skalierten die SPION-Produktion durch eine semi-automatisierte Synthese und Funktionalisierung nach oben. Für diagnostische Anwendungen im menschlichen Körper wurden SPION an biomarkerspezifischen Antikörpern angebracht, die mit der Erfassung von Biomarkern in Biofluiden kompatibel sind. Zur Identifizierung und Messung früher Ereignisse der Zerstörung von Arthritisgewebe verwendete das Konsortium SPION mit Antikörpern, die gegen spezifische pathologisch gespaltene Gewebemoleküle gerichtet sind. Die in-vivo-Anwendung richtete sich auf die Erkennung einer frühen Entzündung und von Gelenkknorpelzerstörung bei RA- und OA-Patienten. Toxizitätsstudien an Ratten lieferten vielversprechende Ergebnisse und die Analyse der Bioverteilung zeigte eine spezifische Lokalisation an der entzündeten Synovialmembran bei arthaitischen Knien. SPION wurde weiter verwendet, um die MRI-Bildgebung zu verbessern, und erfolgreich für die Überwachung der Dexamethason-Behandlung implementiert. Dieses Abbildungsverfahren erwies sich als empfindlich genug, um kleine Veränderungen in der Entzündungsreaktion nach der Behandlung am präklinischen Arthritis-Modell zu erfassen. Insgesamt demonstrierte die SPION-basierte in-vivo-Bildgebung das Potential, krankheitsbezogene molekulare Veränderungen vor existierenden Bildgebungsverfahren zu erfassen. Die Umsetzung dieses Werkzeugs für die Diagnose von RA sollte die Einleitung einer sofortigen Behandlung erleichtern und das Ergebnis für die Patienten verbessern.
Schlüsselbegriffe
Nanotechnologie, Antikörper, rheumatoide Arthritis, Entzündungen, superparamagnetische Eisenoxid-Nanopartikel, MRI
